电液伺服阀测试系统研究

　　1 前言

　　电液控制伺服阀简称伺服阀,相对于普通液压系统中的常规阀来说,伺服阀是一种高级的、精密的液压元件。伺服阀既是信号转换元件,又是功率放大元件。在电液伺服控制系统中,伺服阀将系统的电气部分与液压部分连接起来,实现电液信号的转换与放大,对液压执行元件进行控制,具有控制精度高、响应速度快、信号处理灵活、输出功率大和结构紧凑等优点。为了更好地利用电液伺服阀,必须对它进行充分的实验。

　　2 系统组成及功能

　　电液伺服阀测试系统主要由泵站系统、测试台、计算机测控系统等组成。小泵额定压力为21 MPa,流量10 L/min;大泵额定压力为7 MPa,流量90 L/min。测试台设计成两个工位,即电液伺服阀静态测试工位和动态测试工位。测控系统主要包括:电源开关电路、信号调理器、Avant测试分析仪、控制软件(液压CAT控制测软件)和计算机系统。测控系统实施对液压能源、液压测试台的控制,实现对电液伺服阀某项或多项液压参数测试的油路转换,同时采集各项所需的液压参数,经软件处理获得符合电液伺服阀试验规范要求的曲线、数据、报表等。实现了对电液伺服阀的动、静态特性的实时显示及描绘,并自动进行相关数据分析和处理。

　　3 电液伺服阀测试系统原理

　　电液伺服阀测试系统原理图如图1所示。

　　4 电液伺服阀特性测试

　　4.1 静态测试

　　1)空载流量特性测试

　　在无载(即A、B两腔的压力差极小)的条件下,向伺服阀输入缓慢变化的电流,测得伺服阀输出流量与输人电流的关系,即±q=f(±i)ΔpL。当被试阀输入电流i变化一个工作周期(即由0→+imax→0→-i_max→0),对应输出流量q的变化。所得曲线即为空载流量特性,如图2所示。由于伺服阀的流量测试是在/空载0条件下,即负载压力非常低的条件下进行的,因此要求流量传感器必须具有极低的启动压力。通过控制图1中截止阀25、28、29、31的位置,在工作压力下制空载流量曲线,通过计算机测控系统对其进行采集、分析,能得到伺服阀的流量增益、额定流量、饱和流量、饱和电流、线性度、对称度、滞环等性能指标的值。

　　2)负载流量特性测试

　　在输入电流i和供油压力ps为常数的情况下,输出流量q随负载压力差Δp_L的变化关系。±q=f(±Δp_L)i=常数。负载压差Δp_L的变化范围是从零到ps,在此范围内测出对应的输出流量q值。改变电流i为不同常数,可得到一簇曲线,即为负载流量特性曲线,如图3a所示。通过控制图1中截止阀25、28、29、31的位置,调节节流阀30,给电液伺服阀加一个负载,然后绘制带载流量曲线,通过计算机测控系统测试相关性能指标的值。